礦業科普｜礦工為何打包空塊？_比特幣

「知礦大學問答」是以問答的形式，邀請行業資深從業者，解答用戶挖礦相關的提問。

來自@地攤小王子?的提問：

打包交易有手續費收入，為什么會有礦工打包空塊呢？有人說打包空塊的礦工是制造比特幣網絡擁堵的壞礦工，這種說法對嗎？

知礦大學小編@OWEN的回答：

比特幣的空塊是指，區塊中僅打包了創幣交易的區塊。在《如果區塊鏈會說話》一文介紹過，截止到目前，大約有9萬空塊，約占目前區塊數量的14%。這其中很多空塊是在比特幣早期產生的，那時候用比特幣的用戶極少，鏈上幾乎沒有交易產生，所以礦工也只能打包空塊了。

后來比特幣鏈上交易多了起來，內存池一直有等待礦工打包的交易，這種情況下，為什么礦工還會打包空塊？?@地攤小王子提問是針對這種情況的，以下的回答也是針對這種情況的。

Celsius收到多份收購其零售平臺和挖礦業務的報價，下月將宣布是否出售:金色財經報道，破產的加密貨幣貸款機構Celsius Network LLC周二在法庭上提交的一份報告顯示，該公司已收到多份收購其零售平臺和挖礦業務的報價。收購條款沒有披露。Celsius律師在周二的聽證會上告訴美國破產法官Martin Glenn，其中包括對零售平臺、挖礦業務以及兩者結合的報價。潛在買家包括30方。（彭博社）[2022/12/21 21:57:18]

?01陰謀論

首先，打包空塊的礦工是制造比特幣網絡擁堵的壞礦工，這是徹徹底底的陰謀論。

假設真的有攻擊者通過打包空塊的方式來造成比特幣網絡擁堵，這種攻擊非常低效，而且需要投入大量的成本。

Vortex Brands再次為比特幣挖礦業務收購了 5 臺 S19j Pro:金色財經報道，Vortex Brands宣布已為其比特幣挖礦業務額外收購了 5 臺 S19j Pro，將其目前的 S19j Pro 訂單增加到 19 臺。預計其 S19j Pros 將在本月開始上線。這是公司今年第三次購買新的采礦設備。（prnewswire）[2022/2/17 9:56:39]

目前比特幣全網算力超過100E，全網礦工每天大約挖出144個塊，每個塊打包交易的上限在4000筆左右。假設惡意礦工想控制10%的算力來進行“空塊攻擊”，他們需要控制超過10E的算力，這么大的算力規模，不管是通過租用算力，還是買礦機來實現，都是一筆非常巨大的成本支出。

美股加密礦業股普遍收漲:金色財經報道，美股加密礦業股周一普遍收漲。其中，BIT Mining(BTCM)、CleanSpark(CLSK)和Bitfarms(BITF)周一均出現兩位數的上漲，分別上漲約21.66%、12.35%和10.87%，而Riot Blockchain(RIOT)、Marathon Digital Holdings(MARA)、Hive Blockchain Technologies(CVE)也分別上漲了8.18%、5.05%和6.58%。[2021/8/10 1:44:59]

參考crypto51的即時數據來計算發起攻擊的成本，crypto51給出了對比特幣進行51%算力攻擊每小時需要的成本，我們假設的是10%的算力，也就是這個攻擊成本的五分之一，每小時大約需要花費￥53萬，攻擊成本非常高。當然這種攻擊，還是可以得到區塊獎勵回報的。

比特小鹿COO：全球挖礦電力超50%位于中國 礦業目前尚未飽和:3月15日消息，比特小鹿COO葉杰杰表示，目前中國仍是比特幣挖礦產業的中心，去年全球9.6GW挖礦電力中50%以上位于中國，第二位美國占大約14%。葉杰杰指出，比特幣礦業雖然能耗巨大，但現今的電力系統在能源合理利用上仍然有很大的提升空間。而比特幣礦業只有兩個要求，電和網。基本不受時間和地點的限制，恰恰可以合理利用那些本已經被浪費的電力，為一些落后地區提供一定的工作崗位和稅收。礦業目前談不上飽和，隨著比特幣市值的提高，所能容納的礦業規模也在顯著提升。但目前新的企業或投資人會比較難進入，主要由于市場上礦機缺貨嚴重，一機難求。（21世紀經濟）[2021/3/15 18:44:31]

▲https://www.crypto51.app/?ref=block123

再來說“空塊攻擊”對比特幣網絡破壞效果。

空塊攻擊難以對比特幣造成實質性的傷害，最終結果是損人利己、自討沒趣。

假設比特幣網絡已經很擁堵了，用10%算力進行“空塊攻擊”，相當于區塊大小被惡意礦工人為“縮小“了10%，實際效果是平均每個區塊能打包交易數量的上限”下降“了10%。比特幣網絡如果實在太擁堵，又會反過來降低人們鏈上交易的需求，網絡就變得不再擁堵了，這樣一來，“空塊攻擊”的效果就難以起到持續性效果。

綜上，“空塊攻擊”需要付出高昂的成本代價，在攻擊效果上也很難持續，打包空塊是礦工發起“空塊攻擊”的這種言論是不明真相者的陰謀論。

礦工打包空塊的真相是什么呢？

02真相

礦工挖礦是一場比拼速度的競賽。不僅要看誰先找到了符合系統要求的解，還要把找到的解，盡快廣播出去。快，對于礦工來說是一件貫穿始終的事情。

一個區塊包含兩部分，區塊頭和區塊體。比特幣客戶端在對區塊廣播時，是將區塊頭和區塊體分開傳播的。區塊頭包含了版本號、父區塊頭哈希值、時間戳、默克爾樹根哈希值、難度目標、隨機數等6部分，它的大小只有80字節。交易信息被打包在區塊體里。一個滿載的區塊大小為1M，它是區塊頭大小的12500倍。

越多的信息量，傳播延時越長。區塊頭和區塊體的大小差異，造成其他礦工會先接收到新區塊頭數據，一段時間之后，再收到區塊體的數據。

收到區塊頭數據還沒收到區塊體數據的這段時間，對于礦工來說，也是有成本的，礦機依舊在運行。

礦工為了充分利用這段時間進行挖礦，就不能往區塊里填充交易，也就說礦工只能嘗試挖空塊。這是因為礦工沒有收到父區塊打包的交易數據，不知道父區塊打包了哪些交易，如果礦工往區塊里填充交易，可能會把已經被父區塊打包的交易再次打包，這會造成區塊數據不合法，之前為此付出努力都變成了無用功。為了避免這種情況發生，在這段時間，礦工明智的做法是不打包交易挖空塊。如果這段時間剛好挖到新區塊，那么挖出的塊就是空塊。

粗略統計了一下，在待確認交易內存池持續不空的情況下，21萬多個區塊中，大約有0.75%的空塊。另外這部分空塊的出塊時間，與其父區塊的時間間隔都在幾十秒之內，這樣很好印證了我們前面給出的信息延遲的解釋。

03總結

礦工打包空塊是出于經濟利益的考量，這樣做是礦工最明智的選擇。礦工為了充分利用這段時間進行挖礦，且避免與父區塊中打包的交易發生沖突，就不能往區塊里填充交易，也就是說礦工只能嘗試挖空塊。打包空塊是惡意礦工為了對比特幣發起“空塊攻擊”，這是典型的陰謀論。

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